Navigation: Maintenir le cap malgré le vent et le courant

Le vent et le courant modifient la trajectoire réelle d'un voilier. En évaluant correctement la dérive et le décalage dû au courant, on peut planifier son cap avec plus de précision et atteindre la position souhaitée, même dans des conditions difficiles.

Le cap défini dans l'épisode précédent permet certes d'orienter précisément la proue vers la destination, mais le vent et le courant peuvent faire dériver le voilier. De ce fait, la route effectivement parcourue au fond s'écarte du cap défini.

Afin de déterminer dans quelle direction la dérive latérale déplace le bateau et de la compenser par un cap ciblé, le cap à suivre est ajusté en tenant compte de la dérive due au vent et de la dérive due au courant. La dérive due au vent s'évalue de manière réaliste surtout grâce à l'expérience. Quant à l'influence des courants de marée, les cartes marines, les atlas des courants et d'autres documents nautiques fournissent les indications nécessaires.

Série de navigation

• Épisode 1 : Évaluation de la situation terrestre
• Épisode 2 : De l'orientation à la boussole à la navigation à la boussole et à la carte
• Épisode 3 : Prise en compte du vent et de l'électricité
• Épisode 4 : Navigation par points de cheminement GPS – Conseils, astuces et erreurs les plus courantes
• Épisode 5 : Planification de l'itinéraire – la préparation du parcours quotidien avant le départ

Bien évaluer la dérive due au vent

La dérive due au vent ne peut souvent être qu'estimée. En effet, elle dépend de nombreux facteurs, tels que le type de bateau, la force du vent, la voilure actuelle, le plan latéral, la gîte ainsi que le bon réglage des voiles.

À cela s'ajoute le cap par rapport au vent : alors qu'en naviguant au vent de travers, on ne s'attend naturellement guère à une dérive latérale, celle-ci se fait d'autant plus sentir sur un cap au près.

Ici, le profil de la voile génère une portance aérodynamique qui agit perpendiculairement à la direction du vent et latéralement par rapport à la ligne de quille. C'est grâce à la coque que le bateau parvient néanmoins à avancer dans la direction d'avancement. Le plan latéral compense la dérive latérale, tandis que sa conception minimise la résistance. Néanmoins, une certaine force transversale s'exerce toujours, ce qui se traduit, outre la gîte, par une dérive dans l'eau vers le sous-vent.

En bref : non seulement le bateau avance tout droit, mais il fend également l'eau en formant un angle – on disait autrefois « en travers » – par rapport à la ligne de quille.

Les propriétaires de longue date savent par expérience dans quelles conditions il faut s'attendre à une dérive de leur yacht et quelle peut être son ampleur. Il est recommandé aux nouveaux propriétaires et aux locataires de comparer en permanence le cap prévu et le cap réel afin de pouvoir évaluer et prendre en compte la dérive.

Pour les voiliers de régate, on établit parfois des tableaux détaillés sur la dérive ou des ensembles de données correspondants.

Afin de tenir compte de la dérive due au vent lors de la navigation, le schéma de changement de cap (voir épisode 2) doit être complété par un facteur supplémentaire : le correctif de vent (BW). Il décrit l'angle entre l'orientation rectiligne du bateau et son mouvement ou son cap dans l'eau (KdW) :

MgK (cap magnétique) =
Abl (déviation) =
mwK (cap de déviation) = MW (déviation magnétique) =
rwK (cap de direction) = BW (cap de vent) =
cap au fil de l'eau (KdW) =

Si nous naviguons en pleine mer et que nous voulons savoir où la dérive nous emmène, il faudrait convertir le cap de navigation (MgK) indiqué par le compas, de haut en bas, en cap de route (KdW).

Pour obtenir un cap de maintien permettant à notre yacht de se diriger tout droit vers la destination, on utilise le cap indiqué sur la carte comme « KdW » et on calcule le cap de barre (MgK) de bas en haut (avec un signe inverse).

Que le degré attribué au BW corresponde à une valeur empirique ou provienne d'un tableau de charge, le principe suivant s'applique : le BW présente toujours un signe positif lorsque le vent souffle de bâbord (lorsque le voilier est déporté vers tribord) et un signe négatif lorsque le vent souffle de tribord.

Influence du courant

Si un courant s'ajoute à cela, l'eau elle-même se déplace par rapport au fond. Tout ce qui flotte dans l'eau est alors entraîné dans ce mouvement. Conséquence : la trajectoire du yacht dans l'eau ne correspond plus à sa trajectoire par rapport au fond, ce qui nécessite une correction supplémentaire pour le courant (BS). La BS décrit la différence angulaire entre le cap de navigation (KdW) et le cap au sol (KüG), qui correspond au cap cartographique (KaK) :

MgK (cap compas magnétique) = Abl (déviation) =
mwK (cap erroné) = MW (déviation magnétique) =
rwK (cap correct) = BW (cap par rapport au vent) =
Cap au fil de l'eau (KdW) = BS (cap compte tenu du courant) =
KüG (cap au fond) =

Dans le cas d'un courant de surface provoqué par le vent, on pourrait éventuellement envisager d'utiliser un apport global pour le décalage – après tout, BS et BW auraient alors la même cause (même si cela n'entraîne pas nécessairement toujours le même effet).

Il en va autrement pour les courants de marée, dont la direction et l'intensité varient en permanence au fil des marées. Dans ce cas, il est nécessaire d'ajuster l'alimentation en courant, ce qui suppose de disposer de données fiables sur le courant de marée dominant.

Losanges électriques

On trouve des informations sur les courants de marée dans de nombreuses sources, notamment sur les cartes marines des zones de marée. Celles-ci comportent souvent des « losanges de courant », identifiés par des lettres. Un tableau des courants de marée imprimé sur la carte fournit, pour chaque losange, des informations détaillées sur le courant de marée à l’emplacement concerné. Les données relatives aux courants sont répertoriées par tranches horaires, allant de six heures avant à six heures après l'heure de marée haute à un lieu de référence. Ce dernier est indiqué au-dessus du tableau.

Pour savoir à quelle heure la marée haute survient au point de référence, il suffit de consulter le calendrier des marées ou les tables des marées plus détaillées pour la zone concernée (il existe bien sûr également des applications pour smartphone à cet effet). Une fois l’heure de la marée haute connue pour le lieu de référence, nous pouvons nous reporter à la ligne correspondante du tableau – par exemple, deux heures avant la marée haute, si nous sommes au « Stromraute » à 14 heures et que la marée haute est prévue à 16 heures au lieu de référence (attention : il faut tenir compte de l’heure d’été et de l’heure d’hiver).

Période de reproduction, période de mise bas et période intermédiaire

Outre un angle indiquant la direction du courant, on y trouve deux indications concernant la vitesse du courant en nœuds (kn) : l'une pour la marée de grande eau et l'autre pour la marée de petite eau. Contexte : lors des marées de vive-eau, la Terre, la Lune et le Soleil sont alignés (pleine lune et nouvelle lune), ce qui renforce encore les forces génératrices de marées. Il en résulte une amplitude de marée accrue, qui se traduit par des courants de marée plus puissants.

Lors des « Nipptide », le Soleil forme un angle droit avec l'axe Terre/Lune, ce qui entraîne une faible amplitude de marée et des courants de marée plutôt faibles. Entre ces phases, on observe une période intermédiaire : il faudrait alors interpoler entre les valeurs correspondant aux marées de vive-eau et aux marées de « Nippzeit ».

Ce que l'on appelle « l'heure de marée » est également indiquée dans le calendrier des marées. Attention : ceux qui se fient uniquement aux phases lunaires risquent de se tromper, car dans certaines zones, la topographie retarde l'apparition des effets mentionnés ci-dessus.

Dans la baie d'Allemagne, le « décalage des marées de vive-eau » peut, par exemple, atteindre plusieurs jours. Le calendrier officiel allemand des marées pour cette zone comprend un tableau indiquant l'âge de la marée, qui tient déjà compte de ce décalage, alors que dans d'autres ouvrages sur les marées, celui-ci est parfois indiqué séparément pour chaque lieu de référence.

L'atlas électrique : une aide précieuse

Les atlas des courants constituent une autre source d'informations sur les courants de marée. Ils contiennent des cartes avec des flèches indiquant le tracé des courants dans une zone maritime donnée à différents moments. Là encore, on trouve généralement des feuilles de carte couvrant la période allant de six heures avant à six heures après l'heure de marée haute à un lieu de référence (dans des cas exceptionnels, avec également une référence astronomique). À cela s'ajoute une échelle de longitude et de latitude sur le bord de la carte, permettant de localiser l'endroit concerné.

Un atlas des courants permet de déterminer le courant de marée qui s'établit à presque n'importe quel endroit de la zone cartographiée, alors que les symboles indiquant les courants sur les cartes marines sont souvent beaucoup plus espacés.

En feuilletant un atlas des courants, on se fait également une idée concrète de l'évolution des marées dans la zone (par rapport aux simples chiffres indiqués dans un tableau des courants). Cela permet, par exemple, d'évaluer d'un seul coup d'œil quel serait le moment idéal pour parcourir un tronçon donné.

Enfin, dans les zones de marée, il s'agit de parcourir le plus de distance possible en profitant du courant. C'est justement dans les passages étroits, comme par exemple à Seegatten, qu'un courant défavorable peut s'avérer extrêmement traître, d'autant plus qu'il y est amplifié. La situation devient également inconfortable lorsque le courant s'oppose à la direction dominante du vent, ce qui se traduit par une forte houle.

Le sens du courant s'identifie en reportant un triangle de route sur la flèche de courant la plus proche. Le courant est toujours indiqué dans la direction où il s'écoule, ce qui correspond au sens de la flèche. La vitesse du courant est indiquée, selon le système de mesure des marées, par la longueur, la forme et/ou la couleur des flèches.

À cela s’ajoutent des données chiffrées pour lesquelles il convient de prêter attention à l’unité de mesure. Dans l’« Atlas des courants de marée de la mer du Nord » de l’Office fédéral de la navigation maritime et de l’hydrographie (BSH), les valeurs numériques sont exprimées en nœuds – dans les anciennes éditions de l’ouvrage du BSH intitulé « Les courants de marée côtiers dans la baie d’Allemagne », en centimètres par seconde (cm/s ; dans l'édition actuelle, elles sont également exprimées en nœuds).

Dans les « Admiralty Tidal Stream Atlases » britanniques, les valeurs sont séparées par des virgules. Dans ce cas, une valeur correspond à la marée morte et l’autre à la marée vive (exprimées chacune en dixièmes de nœud). « 04,08 » signifie 0,4 nœud en période de marée morte et 0,8 nœud en période de marée de vive-eau.

Certains atlas des courants marins ne présentent toutefois que les conditions moyennes des courants de marée, de sorte qu'il convient de tenir compte des écarts correspondants en période de marées de vive-eau (voir les consignes d'utilisation correspondantes).

Les cartes des courants marins pour les côtes allemandes de la mer du Nord et de la mer Baltique peuvent également être consultées en ligne sur le site du BSH (www.bsh.de, rubrique « Données », puis « Prévisions » et « Courants »).

Voici comment se forme le triangle électrique

Pour déterminer un cap en tenant compte du décalage de courant calculé, l'addition vectorielle, réalisée en dessinant un triangle de courant, a fait ses preuves. Un triangle de courant se compose des côtés suivants : le cap au fil de l’eau (KdW), le cap au fond (KüG) et la direction du courant (StR).

La longueur des côtés correspond à la vitesse respective : la vitesse de déplacement dans l'eau (FdW) pour le KdW, la vitesse de déplacement par rapport au fond (FüG) pour le KüG et la vitesse du courant (StG) pour le StR.

La procédure concrète dépend de la branche du triangle recherchée : le KüG ou le KdW. Les valeurs StR et StG sont à consulter dans le tableau des courants de marée ou dans l'atlas des courants. La FdW est soit relevée à partir du loch, soit estimée de manière empirique en fonction des conditions de vent attendues sur le parcours (force du vent, cap par rapport au vent). La FüG, en revanche, doit toujours être déterminée, car elle est influencée par le courant, qui doit encore être pris en compte.

Premier devoir d'électricité

Partons tout d'abord du principe que nous avons relevé le cap actuel (MgK) sur la boussole et que nous souhaitons maintenant savoir où le courant dominant va entraîner notre yacht par rapport au fond.

Une fois le MgK converti en KdW, on trace d'abord sur une feuille un méridien vertical servant de référence nord. À partir de ce méridien, on reporte la KdW à l'aide du triangle de relèvement. Sa longueur correspond à la FdW relevée sur le loch.

Lors de la mise à l'échelle des vecteurs, il faut définir une échelle uniforme, par exemple un nœud par centimètre. On trace ensuite le vecteur de courant à l'extrémité du vecteur KdW, dans la direction de la StR et sur la longueur de la StG.

Enfin, le triangle est complété en traçant, à partir du point de départ du KdW sur le méridien, un autre côté allant jusqu'à l'extrémité du vecteur de courant. Ce troisième vecteur correspond au KüG, et sa longueur à la FüG.

Deuxième exercice sur le courant

Pour déterminer un cap de réserve, on trace d'abord sur le méridien le cap de route (KüG) relevé sur la carte. Celui-ci ne peut pas encore être ajusté, car le cap de route (FüG) est encore inconnu. Le vecteur de courant est donc tracé à partir du point de départ du cap de route (KüG).

Il manque encore la branche KdW, dont on connaît tout de même la longueur sous la forme de FdW. On place cette longueur dans le compas et on trace un arc autour de l'extrémité du vecteur de courant qui coupe le KüG.

Pour finir, l'extrémité du vecteur de courant est reliée à ce point d'intersection. Ce troisième côté correspond au KdW recherché. Parallèlement, le point d'intersection sur le KüG indique la longueur du FüG, à partir de laquelle on pourrait calculer, par exemple, l'heure d'arrivée prévue (ETA).

Troisième exercice sur le courant

En fin de compte, une mesure minutieuse des courants de marée peut également aider à déterminer la dérive due au vent et les courants de surface liés au vent. En effet, si, malgré cette mesure, un décalage entre le point de couplage et le point d’observation se produit, cela ne peut être dû qu’au vent. Soit en poussant le bateau latéralement dans l'eau, soit sous la forme d'un courant inattendu dû au vent.

Ceux qui effectuent régulièrement des couplages (voir l'épisode 2) peuvent même déterminer cette dérive avec une grande précision grâce à ce qu'on appelle la « troisième composante de courant » – car ledit décalage de couverts (BV) en décrit en effet la direction et l'intensité.

La distance parcourue ne correspond toutefois à la vitesse de déplacement en nœuds que si la BV se rapporte à une heure. En cas d'intervalle de couplage plus long, OK et OB doivent en quelque sorte être « ramenés » aux positions qu'ils auraient occupées au bout d'une heure.

Mais on peut aussi simplement tracer un OK correspondant à l'instant concerné sur le tracé de couplage, puis décaler la BV parallèlement vers ce point. Le point de couplage inversé correspondant à ce même instant se trouve alors à l'intersection avec le KüG.

Dans la pratique à bord, il ne faut toutefois pas se fier exclusivement aux sources mentionnées pour évaluer la dérive, mais rester vigilant et guetter tout signe susceptible d'indiquer une dérive différente.

Ainsi, par exemple, au niveau des courbes et des rétrécissements, ainsi que dans les baies et à l'entrée des ports, on observe parfois des tourbillons et des contre-courants qui s'écoulent dans le sens opposé au courant de marée prévu. Les remous sauvages et les bouées qui dansent en témoignent.

Données de débit sur traceur, smartphone et tablette

Certains logiciels de navigation et certaines séries de cartes marines électroniques destinées aux traceurs intègrent déjà des données relatives aux courants de marée dans la zone concernée. Ces données peuvent alors être prises en compte lors de la navigation électronique. À cela s'ajoutent diverses applications permettant de consulter les données sur les courants dès lors qu'une connexion Internet est disponible. Par ailleurs, l'Office fédéral de la navigation maritime et de l'hydrographie (BSH) propose en téléchargement des ensembles de données sur les courants de surface dans les zones côtières allemandes.

Suggestions de lecture

La voile dans les eaux soumises aux marées offre une initiation pratique à la planification et à la réalisation de sorties en mer en tenant compte de l'influence des marées. Cet ouvrage explique les principes physiques régissant les marées, les méthodes permettant de déterminer les marées ainsi que les problèmes typiques rencontrés dans les zones côtières.

Exercices et travaux s'adresse aux lecteurs qui souhaitent non seulement comprendre les notions de cap, de dérive, de courant et de marées, mais aussi s'entraîner à les mettre en pratique à travers des exercices concrets. Les brèves introductions consacrées à chaque thème sont complétées par des exercices et des corrigés détaillés.

Comment déterminez-vous à bord la dérive due au vent et le décalage dû au courant ? Vous fiez-vous à la carte et au traceur de route, ou vérifiez-vous régulièrement votre cap à l'aide de vos propres observations ?